Mejor que las Ciclodextrinas
Contenedores moleculares para el secuestro de drogas neurotransmisoras en el agua
Los recipientes moleculares que eliminan las drogas, las toxinas o las sustancias malolientes del ambiente se llaman agentes secuestrantes. Los científicos han desarrollado una clase de contenedores moleculares que secuestran específicamente los antagonistas de los neurotransmisores. Las moléculas en forma de barril llamadas Pillar[n]MaxQ se unen a los químicos bloqueadores neuromusculares 100.000 veces más fuertemente que los agentes de desintoxicación macrocíclicos establecidos, informan los investigadores en la revista Angewandte Chemie.
© Wiley-VCH
Los contenedores moleculares del tipo de la ciclodextrina secuestran a sus objetivos por complejación. Las moléculas en forma de anillo o de barril reconocen las características moleculares de las moléculas objetivo y las arrastran a la cavidad central mediante fuerzas hidrofóbicas. Una vez que la molécula objetivo está dentro de este contenedor molecular, es neutralizada. Esta complejación del huésped es el mecanismo por el cual las ciclodextrinas, que son grandes moléculas de azúcar en forma de anillo, eliminan los olores desagradables.
Sin embargo, las ciclodextrinas no son muy específicas y fallan para la mayoría de los alcaloides, una clase de sustancias químicas que contienen nitrógeno, incluidos los neurotransmisores y muchas drogas ilícitas. Para estos compuestos, parece ser útil una clase de contenedores moleculares llamados pillarenos. Mantienen los alcaloides firmemente unidos en su cavidad de pilarareno envolviendo una pared anular de unidades de benceno aromático alrededor del cuerpo molecular rico en hidrocarburos.
Lyle Isaacs y su equipo de investigación de la Universidad de Maryland han avanzado más en la estructura de los pilotajes para hacer que las interacciones huésped-huésped sean más fuertes y específicas. "Previmos crear una mayor densidad de carga negativa alrededor de la boca de la cavidad introduciendo grupos funcionales de sulfato ácido", escribieron los autores. Los grupos de sulfato con carga negativa atraen y se unen a los iones de amonio cuaternario, que son un sello distintivo de varios agentes bloqueadores neuromusculares de importancia clínica. Los grupos de sulfato también endurecieron la estructura molecular de los barriles, según los investigadores, de modo que el huésped de la droga fue arrastrado suavemente a la cavidad por fuerzas hidrofóbicas.
Los investigadores denominaron a los contenedores moleculares Pillar[n]MaxQ, donde n indica un diámetro dependiente del tamaño del objetivo que es variable. Observaron que esta clase de agentes secuestrantes une los bloqueadores neuromusculares hasta 100.000 veces más fuertemente que el contenedor de ciclodextrina Sugammadex, que está en uso clínico. Además, el agente secuestrante discriminaba la acetilcolina, una sustancia transmisora natural de impulsos nerviosos en los sistemas nerviosos central y periférico, que no debería secuestrarse.
Los autores midieron las actividades de complejación del huésped de Pillar[n]MaxQ mediante estudios de titulación que incluían calorimetría y resonancia magnética nuclear de las moléculas del huésped. Dado que también se ha demostrado que los pilarenos invierten los efectos de los agentes neuromusculares en las ratas, los investigadores se proponen estudiar las nuevas acciones de secuestro de Pillar[n]MaxQ en modelos animales. Debido a la alta unión y a la especificidad de los contenedores moleculares químicamente adaptados, confían en que observarán resultados positivos.
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